De nouvelles recherches ont donné l'image la plus claire du développement du cerveau des jeunes enfants, à l'aide d'un scanner cérébral portable.
Des chercheurs de l'Université de Nottingham ont développé une nouvelle conception qui ouvre de nouvelles opportunités pour suivre les étapes critiques du développement, comme marcher et parler et comment les conditions neurodéveloppementales se produisent.
L’équipe de recherche de l’École de physique et d’astronomie a utilisé un scanner magnétoencéphalographique (MEG) pour mesurer l’électrophysiologie cérébrale chez des enfants dès l’âge de deux ans. Les résultats ont été publiés dans eLife.
Concevoir un scanner cérébral à l'aide de la technologie quantique
Les cellules cérébrales fonctionnent et communiquent en produisant des courants électriques. Ces courants génèrent de minuscules champs magnétiques pouvant être détectés à l’extérieur de la tête. Le nouveau système mesurait ces champs et utilisait une modélisation mathématique pour transformer ces champs en images haute fidélité montrant, milliseconde par milliseconde, quelles parties du cerveau sont sollicitées lorsque nous entreprenons des tâches.
Le scanner cérébral portable est basé sur la technologie quantique, utilisant des capteurs de la taille d'une brique LEGO appelés magnétomètres à pompage optique (OPM) incorporés dans un casque léger pour mesurer les champs générés par l'activité cérébrale. Le système peut être adapté à n’importe quel groupe d’âge, des tout-petits aux adultes, et les capteurs peuvent être placés près de la tête, améliorant ainsi la qualité des données. Les patients peuvent bouger tout en portant le scanner cérébral, ce qui le rend parfait pour les jeunes enfants qui ont des difficultés avec les scanners conventionnels.
Examiner les ondes cérébrales chez les enfants et les adultes
Les chercheurs ont étudié une composante fondamentale du fonctionnement cérébral appelée « oscillations neuronales » (ou ondes cérébrales) chez 27 enfants âgés de 2 à 13 ans et 26 adultes âgés de 21 à 34 ans. Différent zones du cerveau sont responsables de différent aspects comportementaux et oscillations neuronales.
Les chercheurs ont mesuré comment cette connectivité changeait avec l’âge et comment notre cerveau utilisait des impulsions courtes et ponctuées d’activité électrophysiologique pour inhiber les réseaux de régions cérébrales et, par conséquent, pour contrôler la manière dont nous répondions aux stimuli sensoriels entrants.
« Le système portable a ouvert de nouvelles opportunités pour étudier et comprendre le cerveau des enfants à un âge beaucoup plus jeune que ce qui était auparavant possible avec MEG. Il existe d’importantes raisons de s’adresser à des participants plus jeunes : d’un point de vue neuroscientifique, de nombreuses jalons du développement surviennent au cours des premières années (voire des mois) de la vie. Si nous pouvons utiliser notre technologie pour mesurer les activités cérébrales qui sous-tendent ces étapes du développement, cela offrirait une nouvelle compréhension du fonctionnement cérébral », a commenté le Dr Lukas Rier, de l’École de physique et d’astronomie, qui a dirigé conjointement la recherche.
